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waterbaby
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[转自旧版]关于 delay line

本帖被 waterbaby 设置为精华(2008-02-15)
  polyfish
修 行: 一般会员
第1 贴. 发表时间: 05-01-03 07:31                   
关于delayline
求教:
在文献中看到这个器件,不知何解,请大家参详一下。
比照电学中的延时线,delay line 应该是一个相位延迟(或时间延迟)器件,好像应该是偏振无关的。可是如果是这样的话,文献的实验结构就无法理解了。如果理解成delay为两偏振态之间的相位差的变化,倒是可解。不过文中有没有特意指出,不敢妄断。
请这方面比较熟的高人指点一下。
一直搞不清楚,谁有资料啊。
谢谢。
 
  polyfish
修 行: 一般会员
第2 贴. 发表时间: 05-01-03 10:53 
你客气了,大家探讨一下的。
可以问一下你搞什么方向的吗?我也搞过一段PMD,其实应该说正在搞,不过这个帖子是另一个插曲吧。一直对delay line 不太了解,这次顺便问一下。
是不是同道呢?以后多多讨论。
 
  GDFT2005
修 行: 版主
第3 贴. 发表时间: 05-01-03 11:21
我是做测试的﹐负责无源器件的所有光特性参数测试。
对工艺了解不多﹐对测试原理熟悉一点﹐也感兴趣一点
呵呵﹐其实对半导体光放大器(SOA)没有一点了解。
听说过﹐,SOA器件主要用作全光开关和光交叉连接的转换组件、WDM链接和其它数字光纤传输中的转换开关器件,也上网看过一点东西﹐但了解不深。

  GDFT2005
修 行: 版主
第4 贴. 发表时间: 05-01-06 09:07
图1为二维光正交码光纤延迟线编/解码原理图.它是把在时域内码字处于不同延时位置上的光脉冲调制在不同的波长上.光纤延迟线编码器是由并行的几束不同长度的光纤和两个1×ω星形耦合器构成的,作用是将输入的一个短光脉冲分成几份,进行不同的延时,在输出端得到由这些不同延迟的短光脉冲合成的脉冲序列.当系统采用开关键控时,在“0”的期间不发光,在信息为“1”的期间发出一个足够短的光脉冲,假设光正交码(217,4,1)(这里码长为217,码重为4,自相关限和互相关限均为1)中的一个码字为{0,6,43,65},当用户信息的“1”出现时,编码器将输入的单位短光脉冲一分为四,分别延时0、6、43和65个单位时间,然后利用可调谐激光器用不同的波长调制延时脉冲,从而得到用户的标志序列,与所设计的光正交码相对应.在接收端,解码器首先进行滤波处理,滤出相应的波长进行波长互相关,再进行延迟,与解码器包含的标志序列作相关运算,进行相关识别,直接探测,通过阈值判断,从而在混有众多用户信号的接收信号中识别并拣出某用户的数据,实现光正交码的产生和解码.光延迟线的长度由OCDMA系统的传输速率、系统选用的地址码的码长及具体的地址码共同决定.

  GDFT2005
修 行: 版主
第5 贴. 发表时间: 05-01-06 09:09 
考虑单模系统有:
光纤的归一化传播常数V为

  GDFT2005
修 行: 版主
第6 贴. 发表时间: 05-01-06 09:11
上式中,k0=2π/λ;光纤芯直径为2 aμm;n1为光纤的折射率;△=0.003为弱导条件下的折射率差.
    导波的径向归一化相位常数u(V)为

  GDFT2005
修 行: 版主
第7 贴. 发表时间: 05-01-06 09:11
假定系统的传输速率为Rb,选用的地址码长为l,则chip宽度为τ=1/l×Rb;光延迟线长度为lenj=ijτνgj;式中,ij为第j个chip在地址码字中所对应的位置.解码时光纤延迟线长度为lenj

  GDFT2005
修 行: 版主
第8 贴. 发表时间: 05-01-06 09:12                   
原理类似﹐慢慢理解﹐呵呵
 
  polyfish
修 行: 一般会员
第9 贴. 发表时间: 05-01-07 13:01 
辛苦了GDFT2005
谢谢!各位
不过我还是比较关心如何实现两个正交偏振态间的可变时延。
 
  GDFT2005
修 行: 版主
第10 贴. 发表时间: 05-01-08 02:53
如果你只想知道两个正交偏振态间的可变时延﹐其实
单模光纤基模的两个相互正交的偏振模之间,由于受到外界一些不稳定因素的影响而使两者具有不同的传输速率,从而导致模式间的差分群时延,也就是偏振模色散。
其可变时延应该可以理解为PMD补偿....
呵呵﹐说得不满意不要拋砖哦

  GDFT2005
修 行: 版主
第11 贴. 发表时间: 05-01-08 03:20
为什幺我总固执的以为你想了解的是PMD呢?
我怎幺就这幺想不通﹐你提到的文献可否mail给我?
GDFTfly@126.com
或者 GDFT@avl.com.cn
呵呵。谢谢﹗
介绍性的.色散补偿
    在40Gbit/s系统中传输光纤的色散会迅速使数据脉冲展宽。40Gbit/s系统的色散容限大约为±50ps/nm,相当于G.652光纤传输3km。40Gbit/s系统的色散补偿一般采用的是色散补偿模块(DCM)。简单的色散补偿模块是由与传输光纤色散符号相反的单模色散补偿光纤组成。现在,色散补偿模块能够对几种类型的光纤色散和色散斜率进行补偿。
    传统的色散补偿模块不能完全补偿几种类型光纤(如康宁LEAF,朗讯Truewave的)的色散斜率,其原因是组成色散补偿模块所用的光纤的色散斜率太大或由光纤中的“高阶模”造成的。最新研制出用于40Gbit/s的由光纤布拉格光栅构成的可调色散补偿器。它能够解决40Gbit/s的温度变化的色散和色散斜率补偿不足的问题。当40Gbit/s远距离传输时,应考虑偏振模色散。光纤中的偏振模色散是由光纤折射率呈现的非理想圆对称和光纤受到外界应力作用引起的。今天各光纤制造厂商所产生的光纤偏振模色散典型值小于0.2ps/km1/2甚至0.15ps/km1/2,允许40Gbit/s传输距离分别为156 km和278km。同时,我们应该清楚,选用偏振模色散补偿器,改善网络中的光器件和仔细选择光信号调制方式都能减小偏振模色散。例如,与非归零码调制相比,归零码调制格式不会受到像非零调制那样的光纤非线性效应的影响,所以归零码调制格式支持更远的传输距离。归零码调制的其他优点是偏振模色散的容限更好。

  GDFT2005
修 行: 版主
第12 贴. 发表时间: 05-01-08 03:27                   
如何对偏振模色散进行管理和补偿,目前在国际上还是研究热点,现在略为成熟的技术主要有以下几种:
    (1)采用新型的光纤:保偏光纤,可将偏振模色散降低到最低限度,达到高速传输系统长距离传输的要求。
    (2)采用加偏振片的方法,具体是在光接收端增加偏振片,将两个偏振态分开,再分别加上延时功能就可在信号接收端达到消除偏振模色散的功能。
呵呵﹐说得不满意polyfish 不要拋砖哦

  GDFT2005
修 行: 版主
第13 贴. 发表时间: 05-01-08 04:15
武汉光迅科技有限责任公司采用双折射式二次滤波方案的梳状分波器最近获得了美国专利授权。专利号US6680719。光迅科技有限责任公司采用双折射式二次滤波方案及无源补偿、相位调整等技术制造光梳状分波器,属国内外首创。该产品共申请专利4项,其中中国发明2项,实用新型专利1项,美国专利1项。这是国内光通讯器件行业在自主知识产权保护方面的又一进展。
  该专利技术提供了一种新的方法来实现密集波分复用器信号的分开和合并,这种结构的第一个优点是通过反射实现对双折射晶体滤波组的重复利用,达到双重滤波的效果,提高了器件的信道隔离度、减少了器件、缩小了体积。第二个优点是该结构对输入光没有偏振要求,即与偏振无关。第三个优点是该结构提供了一种补偿偏振模色散(PMD)的方法,消除器件偏振模色散对系统的影响。
  光迅公司的梳状分波器产品技术指标已达到国际同类产品先进水平,已通过了相关的Telcordia可靠性试验,产品性能稳定可靠。现已建立了小批量生产线,产品出口日本、北美和欧洲市场。
不是做广告哦﹐介绍性的﹐呵呵
 
  GDFT2005
修 行: 版主
第14 贴. 发表时间: 05-01-08 05:01
一维光子晶体
    自1987年Yablonovitch和John分别提出光子晶体和光子能带结构的概念以来,光子晶体特别是一维光子晶体的理论研究及其应用得到了迅速发展。一维光子晶体是由不同介质材料构成的,且只在一个方向上具有光子带隙,并呈周期性排列的结构,其光子带隙的表现形式是对位于带隙内的入射电磁波,无论是偏振状态还是入射角度都可以实现全部反射。在一维光子晶体中存在类似三维的全向能隙结构,使其可能用于二维、三维光子器件的设计;一维光子晶体中存在高增益的局域光场和显著的光延迟效应,故可产生诸如高次谐波、光学双稳态等一系列非线性效应;一维光子晶体具有优异的控制光模式和光传输的能力,并且比二维、三维光子晶体易于制备。因此,一维光子晶体在光子晶体应用中占据重要地位。
    由于一维光子晶体可以采用镀膜法等工艺制备,所以具有设计简单、成本低、精度高的特点。目前仅有一维光子晶体的晶格常数可以做到可见光波长量级。具有周期结构的高反膜系是一维光子晶体的一个特例,可以通过薄膜光学的方法来制备一维光子晶体。美国麻省理工学院和国内的浙江大学、同济大学都开展了这方面的研究工作。实验中大多用的是ZnSe和Na3AlF6两种材料。ZnSe和Na3AlF6的折射率分别为2.58(0.633μm)和1.35(0.55μm)。这两种材料形成周期性结构,设计波长为730nm。经光谱测量表明,该材料具有全角度全偏振反射特性。传统的金属反射对入射电磁波在微波波段有很强的吸收,使其应用受到很大的限制。我们可以把在可见光波段呈透明的某些介电材料或半导体材料嵌入分层的金属膜中,制备出介电常数周期性排列的金属——介电光子晶体,这种晶体可将金属与透明介质的性质紧密的结合起来,从而在可见光波段呈现透明,在紫外和红外光波段至微波段不透明的奇异特性[4]。利用一维金属——介电光子晶体的这一特性可以广泛应用于透明导体材料的设计、眼睛防激光保护器、热反射窗和液晶显示等。这种光子晶体的典型代表是Ag/MgF2。近来,Vasseur等研究出一维梳状结构的光子晶体,发现其带隙不仅依赖于不同介电常数的对比度,而且还与结构的几何参数有关,即使采用同种介电媒质构成这种结构,也能产生较宽的光子频率带隙[5],为制造宽带隙的一维光子晶体提供了新的思路。
    一维光子晶体最直接的应用就是全角度反射镜,它弥补了金属反射镜有较大光吸收和多层介质反射镜对入射角很敏感的不足,实现了低损耗、全角度反射,是一种新型高品质的反射镜。美国3M公司用高分子聚合物材料,最外层用聚乙烯——石脑油片制作的反射镜,在正入射时反射带可覆盖整个可见光区和近红外区,图1为3M公司生产的全反射镜在正入射下的反射光谱图,0°~90°的全反射带为400nm~415nm及775nm~1020nm,反射率均可达到98%以上。麻省理工学院的Fink等人在1998年首先提出一维光子晶体的概念并作了理论上的证明[6],后来他们又设计了一种用介质构成的同轴线缆,在外层线缆的内壁环绕了一个按照一维光子晶体思想设计的多层介质反射膜系,光信号在反射膜所形成的环形空腔中传播。由于反射膜对入射光可进行全角度反射,故无论线缆如何弯曲,都不会发生信号逸出现象。该线缆的出现为信号的远距离无中继传输和全光路系统的高度集成化提供了可能。在许多情况下,光与材料相互作用取决于材料中的光子态密度,通过对一维光子晶体中光子态密度的控制可以产生时间延迟效应,这一特性可用于制作光学延迟线[7]。在一维光子晶体中引入点缺陷时其作用相当于一个微腔,且微腔的性质如频率,偏振态,场的分布等可通过调整缺陷的性质及尺寸来控制,其品质因数随其尺寸的增加而成指数式增加[8],因而可利用光子晶体制造高品质因数的微谐振腔;利用一维光子晶体的掺杂特性可以制作高精度的滤波器、微腔激光器和相位调解器等。一维光子晶体的显著特点是可以对光子态密度进行修饰。利用这一特性可以通过对光子态密度的控制,改变晶体中光场的能量分布,使能量聚集在晶体的非线性部分,从而提高非线性效应,例如可以提高二次谐波产生的效率,且获得双共振二次谐波。
 
  f3zhang
修 行: 高级站友
第15 贴. 发表时间: 05-01-08 05:04
我来解释一下Delay Line的左右和功能,如果有不对的地方,希望多多指教。
概念:optical delay line (光延迟线)实际上是光纤的延迟线,光在传输的过程中经过了delay line,也就以为这光被延迟,道理是光程变化了,这是延迟线的基本原理,可以通过额外增加光纤的长度改变光程,或者通过空间的距离导致光路的延迟等原理实现,可以分可调(手动/电动等),固定等延迟线,Shaben已经说得很清楚。
一个重要的概念是,延迟线本身的作用并不是造成相位差等等,他只是延迟了光程,这和延迟线本身没关系,不同的偏振态那是光纤和其他器件的作用,换句话说,你使用单模光纤,延迟线可以造成光程的延迟,使用保偏光纤,延迟线也能带来光程的延迟。
尽管如此,延迟线可以用来补偿PMD,基本原理是先利用偏振分束器把单模光纤中的两种随机的偏振态分为正交的S偏振,P偏振,快轴的S偏振通过延迟线,P偏振则直接到达偏振合束器,其目的是补偿偏振模式色散,这个原理GDFT2005已经解释的很清楚了。
这种应用中延迟线的实际作用还是用来调整相位,因为大家都知道相位的变化在0-360度之间,而光波是连续的,也就是说360度的相位差实际上就没有相位差。
用在雷达上面的延迟线可能就和相位没有什么关系了。
想精确控制正交偏振态中的一种,那就需要先把两个正交的偏振态分别开来,分别注入保偏光纤中,然后通过保偏光纤的延迟线进行控制和调整。

  f3zhang
修 行: 高级站友
第16 贴. 发表时间: 05-01-08 05:06
如果需要这方面的资料或者希望进一步沟通,请联系我们:
business@shconnet.com.cn
 
  GDFT2005
修 行: 版主
第17 贴. 发表时间: 05-01-08 05:12
谢谢f3zhang!
呵呵
-我常常想,自己究竟应不应该振翅高飞。是不是梦做得越多,人就越胆小呢?
 
  polyfish
修 行: 一般会员
第18 贴. 发表时间: 05-01-09 09:09
hehe讨论一下PMD也好啊
先说一下PMD在实际应用中的情况,一个在移动的同学说目前大部分新铺的干线光缆PMD已经相当小了,200公里10G*40信道根本就不需要补偿PMD。去年的OFC上倒是有不少相关文章,不过他们针对的都是越洋传输什么的,所占的实际应用市场很小而且都被bell什么的给占了。
另外PMD这个东西由于他的随机性,并且根据ITU标准补偿好像是要在ms量级的相应时间,要实时补偿还是挺复杂的。所以有部分人在搞研究,我想难度主要在自动控制和PMD实时分析上。 GDFT2005所说的偏振态之间的时延补偿是对地,但是只是一小部分工作。
我的意思,PMD补偿成本高,技术难度大,考虑到光纤制作技术的发展,将来是否会实用还在两说。目前一个比较有力的发展PMD补偿技术的原因是我国早期铺设的光纤PMD还是满大的,如果提速,有点吃不消,更换新光纤成本又是一个问题。本来我挺支持的,但是一打听原来在几次通信行业的差分复用中,各个公司好像又都铺了新线。老线不知道现在还有人用不,反正听移动的同学说目前10G*40的线路也就开3-4个信道。想想浪费的都是国家的钱,挺心疼的,但是通信行业分家也满有道理的,分家了线路又不好分,两头都有道理,搞得自己很迷茫。
话说远了,再说相位延迟的问题。
f3zhang “这种应用中延迟线的实际作用还是用来调整相位”这句话,我认为是不对的。
对偏振态来讲,可以这么说,但是对于PMD补偿可就不对了。PMD首先的问题之一就是群时延差(DGD)这可不仅仅是相位的问题,由于通信中信号时要加调制的,不同的DGD会使两偏振主态信号错开,引起信号的展宽,这就不再是一个周期性问题了。你把延迟线只看作相位延迟可就小瞧它了,延迟线一般调节范围也得几十个ps,要是只调相位,调节量可不用这么大。
不知道我说的对不对,讨论一下。

  polyfish
修 行: 一般会员
第19 贴. 发表时间: 05-01-09 09:10
个人认为最常用的一维光子晶体就是光纤光栅
呵呵
 
  shaben
修 行: 离恨宫宫主
第20 贴. 发表时间: 05-01-10 01:19
95年左右的时候,光子晶体的定义包含着超晶格的定义(从某种程度来说,长周期光栅应该属于此范畴),但近年来的定义好像有所区分,不过傻笨最近对光子晶体涉猎极少,所以具体说不清楚了,呵呵,请高手指教!
对于梳状滤波器,可以对波长交错分组(interleaver),分组后信道间距增大,用其他DWDM技术可以控制,就单个梳状滤波器可能确实无法对单信道进行控制。
平常心~~~
顶端 Posted: 2008-02-14 21:14 | [楼 主]
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